Методы оценки погрешности измерения координат в комплексированных системах регистрации трехмерных образов объектов
Авторы: Горевой А.В., Колючкин В.Я.
Опубликовано в выпуске: #9(21)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-923
Раздел: Приборостроение | Рубрика: Оптотехника
Рассмотрена задача проектирования комплексированной системы регистрации трехмерных образов объектов на системотехническом уровне. Разработана математическая модель такой системы, предложен критерий качества и получены аналитические выражения для оценки влияния параметров отдельных компонентов системы на критерий качества ее работы. Результаты анализа, полученные для оценки матрицы ковариации погрешности определения трехмерных координат отдельной точки в приближении малых шумов, подтверждены результатами численного моделирования для системы, включающей в состав одно устройство проекции и два устройства регистрации. Предложена методика анализа погрешности регистрации трехмерных образов в пределах рабочего объема при известных параметрах устройств и алгоритмов, а также методика верификации полученных результатов с использованием статистического моделирования.
Литература
[1] Hartley R.I., Zisserman A. Multiple view geometry. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2000
[2] Forsyth D.A., Ponce J. Computer vision: a modern approach. Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice-Hall, Inc., 2003
[3] Kannala J., Heikkila J., Brandt S.S. Geometric camera calibration. Wiley Encyclopedia of Computer Science and Engineering, 2008
[4] Ramalingam S. Generic imaging models: calibration and 3D reconstruction algorithms: Ph. D. thesis. Institut National Polytechnique de Grenoble, 2006
[5] Kannala J., Brandt S.S. A generic camera model and calibration method for conventional, wide-angle, and fish-eye lenses. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2006, vol. 28, pp. 1335-1340
[6] Fischler M.A., Bolles R.C. Random sample consensus: a paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated cartography. Commun. ACM, 1981, vol. 24, no. 6, pp. 381-395
[7] Pritchett P., Zisserman A. Wide baseline stereo matching. IEEE International Conference on Computer Vision, 1998, pp. 754-760
[8] Bay H., Ess A., Tuytelaars T., Gool L.V. SURF: Speeded Up Robust Features. Computer Vision and Image Understanding, 2008, vol. 110, no. 3, pp. 346-359
[9] Scharstein D., Szeliski R. A taxonomy and evaluation of dense two frame stereo correspondence algorithms. International Journal of Computer Vision, 2002, vol. 47, no. 1-3, pp. 7-42
[10] Salvi J., Pages J., Batlle J. Pattern codification strategies in structured light systems. Pattern Recognition, 2004, vol. 37, no. 4, pp. 827-849
[11] Hartley R., Sturm P. Triangulation. Computer vision and image understanding, 1997, vol. 68, no. 2, pp. 146-157
[12] Грузман И.С., Криричук В.С. Цифорвая обработка изображений в ниформационных системах. Новосибирск, Издательство НГТУ, 2002
[13] Kanatani K. Statistical optimization for geometric computation: theory and practice. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science, 1996
[14] Zhang Z. Determining the epipolar geometry and its uncertainty: A review. International Journal of Computer Vision, 1998, vol. 27, no. 2, pp. 161-195
[15] Abraham S., Forstner W. Calibration errors in structure from motion. Proc. DAGM Symposium Mustererkennung. Springer Verlag, 1998, pp. 117-124
[16] Besl P.J., Ed. by J. L. C. Sanz. Advances in Machine Vision. New York, NY, USA: Springer-Verlag New York, Inc., 1988, pp. 1-63. ISBN: 0-387-96822-9
[17] Opencv dev team. OpenCV 2.4.5. documentation. http://docs.opencv.org/modules/calib3d/doc/camera_calibration_and_3d_reconstruction.html [Online; accessed 18.06.2013]
[18] Belongie S. Rodrigues’ rotation formula. http://mathworld.wolfram.com/RodriguesRotationFormula.html From MathWorld - A Wolfram Web Resource, created by Eric W. Weisstein [Online; accessed 18.06.2013]
[19] Johnson R., Wichern D. Applied multivariate statistical analysis. Pearson Prentice Hall, 2007. ISBN: 9780131877153
[20] Mardia K.V., Kent J.T., Bibby J.M. Multivariate analysis. London, UK: Academic Press, 1979